風(fēng)電葉片用單向碳-玻層間混編復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、碳纖維復(fù)合材料作為一種高剛性輕質(zhì)材料，其在葉片上的應(yīng)用能夠很好的解決大尺寸葉片剛性不足的問(wèn)題，但碳纖維的高成本成為阻礙其在葉片上應(yīng)用的主要原因。采用碳/?；祀s的方式能夠在解決大尺寸葉片剛性不足問(wèn)題的同時(shí)降低成本。
　　本課題以三種混雜比的單向碳/玻層間混編織物以及單向純玻織物為增強(qiáng)體，以環(huán)氧樹(shù)脂為基體制備復(fù)合材料。研究了碳/?；祀s比、分散度等對(duì)單向碳/玻層間混編復(fù)合材料拉伸性能、軸向壓縮性能、彎曲性能、層間剪切性能等力學(xué)性能的影響

2、，并對(duì)破壞模式進(jìn)行了分析。其次，本課題還對(duì)三種碳/?；炀幙椢镆约凹儾＠w織物的滲透性能和特征單層厚度等工藝性能作出了一定的分析。
　　拉伸性能的研究表明：A-1,B-1,C-1三種碳/玻層間混編結(jié)構(gòu)的拉伸強(qiáng)度均略低于純G復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，三種層間混編結(jié)構(gòu)拉伸強(qiáng)度相差很少；純G結(jié)構(gòu)試樣的破壞呈現(xiàn)爆炸式破壞，三種碳/玻層間混編結(jié)構(gòu)的破壞則以碳纖層和破纖層的層間分層破壞為主，并伴有少量碳纖維的斷裂；三種混編結(jié)構(gòu)與純G結(jié)構(gòu)相比，拉伸模量分

3、別增加了18.12％，28.58%，30.99%。
　　平壓性能的研究表明：以碳/玻層間混編形式向純玻纖織物中混入碳纖，對(duì)復(fù)合材料的平壓強(qiáng)度、平壓模量均有一定的提高作用，三種碳/?；祀s比不同的復(fù)合材料平壓強(qiáng)度較純玻纖結(jié)構(gòu)分別提高了22.72%、26.95%、11.43%，混雜比不同所導(dǎo)致的試樣破壞程度也各不相同?；祀s復(fù)合材料平壓模量隨碳纖含量增加呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)。相同混雜比單向碳/玻層間混編復(fù)合材料平壓強(qiáng)度隨分散度的降低而逐漸增

4、大；相同混雜比單向碳/玻層間混編復(fù)合材料平壓模量與鋪層方式無(wú)關(guān)。平壓破壞均表現(xiàn)為碳纖層斷裂，并且在碳纖斷裂處大多發(fā)生了層間分層現(xiàn)象。相同混雜比的情況下，碳/玻層間混編結(jié)構(gòu)相對(duì)層間混雜鋪層結(jié)構(gòu)具有更大的平壓強(qiáng)度和模量。
　　彎曲性能的研究表明：以碳/玻層間混編形式向純玻纖織物中混入碳纖，對(duì)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和彎曲模量均有一定的提高作用。三種碳/?；祀s比復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度基本一致，而彎曲彈性模量隨碳纖含量增加呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)。鋪層方式

5、對(duì)單向碳/玻層間混編復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度基本無(wú)影響，彎曲模量隨分散度的增大而增大。四種結(jié)鋪層結(jié)構(gòu)的彎曲失效形式均為壓縮側(cè)斷裂失效，四種混雜結(jié)構(gòu)的彎曲強(qiáng)度基本保持一致。
　　層間剪切性能的研究表明：碳/?；祀s比對(duì)單向碳/玻層間混編復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度基本無(wú)影響，ABC結(jié)構(gòu)的層間剪切強(qiáng)度與純G結(jié)構(gòu)基本相同；層間剪切破壞發(fā)生在玻/玻界面。碳/玻混雜比一定時(shí)分散度對(duì)單向碳/玻層間混編復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度基本無(wú)影響.
　　特征單層厚度研